数字电子技术课程设计——赵海川 - 副本(6页).doc

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1、-数字电子技术课程设计赵海川 - 副本-第 4 页沧州师范学院数字电子技术课程设计报告书设计题目_数字密码锁课程设计_院 系_机电工程系_专 业_电气工程及其自动化_班 级_13-2 _姓 名_赵海川_ 学 号_14_指导老师_王炳章_ 2015年6月目录目录1任务书2一、设计目的3二、设计要求3三、总体方案3四、单元设计4五、总电路图9六、调试运行9七、心得体会9八、参考文献92012级电气工程及其自动化专业课程设计任务书（题目八）系（部）： 机电工程系 专业： 电气工程及其自动化学生姓名赵海川同 组 者史专指导教师王炳章题目名称数字密码锁课程设计设计要求及设计参数1：设计一个密码锁的控制电

2、路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮,绿灯熄灭表示关锁；用绿灯亮，红灯熄灭表示开锁饿2：在锁的控制电路中设计一个可以修改的4位，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中有效位4位，其余位为虚位）的输入代码等于存储代码时，开锁。3：从第一个按钮出动后的10秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。设计工作量一周：1、查找资料，根据要求的格式并结合所查资料写出理论设计方案的全过程，实验操作的步骤、数据以及结论。 2、学习使用MultiSim9软件，利用MultiSim9画出原理图并进行仿真。 进度安排起止日期工作内

3、容备注6月27日-6月28日查找关于数字密码锁的相关资料6月28日-6月29日在MultiSim9软件上初步设计6月29日-6月30日设计初步完成运行并整改6月30日-7月1日调试并运行7月1日形成设计报告主要参考资料1、康华光。电子技术基础数字部分（第五版）2、杨欣、王玉凤、刘湘黔。电路设计与仿真基于Multisim9与protel993、标准集成电路数据手册TTL电路指导教师签名 年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日答辩评委老师 年 月 日教研室意见年 月 日一、设计目的数字电子技术课程设计是一门独立设课、有独立学分的实践性课程，同“数字电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅

4、相成的作用，也是在“数字电子技术实验”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程，培养、启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。二、设计要求1：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮,绿灯熄灭表示关锁；用绿灯亮，红灯熄灭表示开锁饿2：在锁的控制电路中设计一个可以修改的4位，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中有效位4位，其余位为虚位）的输入代码等于存储代码时，开锁。3：从第一个按钮出动后的10秒内若未将

5、锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。三、设计方案1：数字密码锁控制电路的设计，可以理解为你是数字信号的处理和控制，即信号的输入，存储，对比，分析，检测，反馈，输出。电子密码锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码。当开锁按钮开关的输入代码等于储存代码时，发出开锁信号(用灯X2亮表示报警)。电子密码共分为两个输入区：密码输入区和密码修改区。密码输入区有4个密码按键。如果输入密码的时间超过10秒，电路将锁定键盘并报警，防止他人非法操作。密码修改区，有4个按键作为更改键，可通过数字1、2、3、4来控制。根据功能要求，绘制出如图所示的原理框图。在键

6、盘输入限时电路中，红灯亮表示锁死。在报警电路中，用蜂鸣器报警20s表示20秒内没有解锁，20s后用红灯亮，而蜂鸣器报警结束表示电路进入自锁状态。2、根据此要求，绘制出如下的原理框图。图1 数字密码锁的原理图四、单元电路的设计1、输入控制电路74LS85D引脚图 74LS85D芯片图四位数值比较器74LS85D的功能表2 密码检测与修改电路2、开始时可以在电路中的key=8，key=7，key=6，key=5键设置起始开锁密码，或者在键盘上按数字8,7,6,5也可以实现。在key=4，key=3，key=2，key=1键进行输入密码并与储存密码比较，key=9为确定键，当开关接上面时，电路进入工

7、作状态，当开关接下面时，电路进入复位状态。只有在10s内输入密码与设置密码相同时，锁才打开（在总原理图中此时X2绿灯亮），如下图a所示。若有一个密码不同且时间超过10s时，电路则会进入报警与锁死状态（在总原理图中为蜂鸣器发出响声，X2红灯同时亮）。如果想换密码也很容易，只要将电路中的密码修改区中的几个开关变换一下就可以了。当输入密码与原密码相同时，74LS85D的5、7端输出低电平而6端输出高电平使报警状态锁死，故X1输出位高电平绿灯亮74LS04D芯片图及功能74LS32D芯片图及功能2、 键盘输入限时电路74LS192D引脚图 74LLS192芯片图 74LS192D功能表限时电路当密码输

8、错时，此时的5、7端其中一端是高电平，而另一端为低电平，故此时的绿灯被锁死为低电平，如果输入密码的时间超过10秒（一般而言用户不会超过10秒），由于计时电路第一片的74LS192会在10秒后其进位输出端输出低电平而后的时间里会回到高电平，由于其输出端接到第二片的时钟脉冲上，故此过程让第二片计数，使第二片得输出端Qa变成高电平，此时(Qa+Qb) (Q5+Q7)为高电平使蓝灯亮，同时由于Qa由低电平变为高电平使第二片74LS74D的脉冲沿触发使其的输出端信号由低电平变为高电平是X2（红灯亮），此时电路为报警状态，防止他人非法操作，电路将对锁发送锁死信号并让报警器开始持续20s的报警。当20秒后第

9、二片74LS192D的输出Qa、Qb同时为高电平时使第一片74LS74D的脉冲信号输入端由低电平变为高电平使触发器触发，其输出端由低电平变为高电平，其反向输出端信号连到两片74LS192D的置零端，使Qa、Qb为零，蜂鸣器停止工作，X2（红灯）锁死，持续亮。3、 锁定与解锁电路解锁电路74LS74D引脚图 74LS74D芯片图74LS74D功能表 在输入密码与设置密码不同并超出10s时，电子密码锁关锁，红灯亮。并开始报警，此时电路进入锁死状态，在20秒后报警结束，但电路一直保持锁死状态（X2持续亮），当将key=9键接到低电平时，使两片74LS74D置零，此时红灯熄灭注：1. 第一次密码正确，

10、开锁。2. 第二次密码正确，开锁，错误次数清零。3. 第三次密码正确，开锁，错误次数清零。4. 按下四次密码键（包括伪键），无效，清零。5. 三次密码不正确报警，复位键按下，报警停止。五、总电路图六、调试运行1开始接线前，检查所有的电源，开关，面包板，灯泡等电路板上的额定器件。特别是面包板与芯片是否接触良好。2接线时，接好一部分线路就检查一遍。七、心得体会为期一周的课程设计已经结束了，通过这次课程设计，确实让我们学到了很多知识。本次课程设计主要是配合模拟电子技术和数字电子技术理论课程，对所学的知识系统的整理学习，巩固了所学知识，对培养电路设计能力、提高实验技术，深化理论理解起到了非常好的效果。

11、通过对各元件的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图，且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观，学习效果进一步提高，带动了学习的积极性。在设计过程中，我感受到了老师对学生那种诲人不倦的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成学习任务。请允许我向你们致以崇高的敬意，感谢你，老师!在这次课程设计中，我们二个人共同努力，共同学习，充分发挥了团队精神，锻炼了我们解决难题的能力，扩展了我们的创造性思维，为以后的学习和工作奠定了良好的基础。八、参考文献1.阎石 数字电子电路 高等教育出版社 2007 2.康华光 电子技术基础（数字部分） 高等教育出版社 2000 3.韩焱 数字电子技术 电子工业出版社 2009